DE19645567C2 - Filterschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine integrierte Halbleiterschaltung und speziell eine Filterschaltung, die einen Sperrschicht­ kondensator eines Halbleiters verwendet.

Ein Sperrschichtkondensator, der eine Verarmungsschicht eines pn-Übergangs verwendet, und ein Dünnschichtkondensa­ tor, der eine Dünnschicht als Dielektrikum verwendet, sind zwei Arten von Kondensatoren, die in einer Filterschaltung verwendet werden, die einen Widerstand und einen Kondensator in einer integrierten Halbleiterschaltung aufweist. Der Dünnschichtkondensator verlangt eine Maske und ein Herstel­ lungsverfahren, die ausschließlich auf die Herstellung dieser Dünnschicht gerichtet sind. Andererseits ist die Herstellung des Sperrschichtkondensators im Vergleich mit derjenigen der Dünnschicht relativ kostengünstig, weil der Herstellungsvorgang für einen npn-Transistor, der allgemein in einer integrierten Halbleiterschaltung angewandt wird, auf die gleiche Weise bei dem Sperrschichtkondensator an­ wendbar ist. Der Sperrschichtkondensator ist jedoch dadurch charakterisiert, daß sich der Kapazitätswert in Abhängigkeit von der daran angelegten Spannung ändert. Wenn man die an den Sperrschichtkondensator angelegte Spannung mit Vc an­ nimmt, dann ist der Kapazitätswert C durch die folgende Gleichung (1) gegeben:

mit K = eine Proportionalitätskonstante, die von einem Wert der Störstellendichte um den Übergang herum abhängig ist, und n = innerhalb des Bereichs von 2 < n < 3 veränderlich, was von der Verteilung der Störstellendiffusion, die den Über­ gang bildet, abhängig ist. Beispielsweise im Fall eines Stu­ fenübergangs ist n = 2, wohingegen im Fall eines Übergangs mit linearem Gradienten n = 3. Im Fall einer Diffusionsver­ teilung wie etwa einer Gauß-Verteilung oder einer komplemen­ tären Fehlerfunktions-Verteilung ist der Wert von n zwischen dem des Stufenübergangs und dem des Übergangs mit linearem Gradienten veränderlich, wie das in dem Buch "analog inte­ grated circuit" von Alan B. Grebene, übersetzt von Shuji Nakazawa et al., veröffentlicht von Kindai Kagaku-sha, beschrieben ist.

Fig. 22 ist ein Diagramm, das die Gleichung (1) verkörpert, wobei drei Beispiele für den Fall von n = 2,1, 2,5 und 2,9 aufgetragen sind, wenn Vc zwischen 0 und 2 veränderlich ist. Fig. 22 zeigt, daß sich die abnehmende Neigung einer Kapa­ zität ändert, wenn sich der Werts von n ändert. Insgesamt nimmt der Wert der Kapazität ab, wenn die an den Sperr­ schichtkondensator angelegte Spannung ansteigt.

Als eine Filterschaltung, die einen Kondensator und einen Widerstand aufweist, wird bisher eine in Fig. 19 gezeigte Schaltung verwendet. Fig. 19 ist eine Schaltungskonfigu­ ration, die ein Beispiel einer herkömmlichen Tiefpaßfil­ terschaltung unter Verwendung eines Sperrschichtkondensators zeigt. Die Konfiguration von Fig. 19 umfaßt eine Eingangs­ klemme 1, eine Ausgangsklemme 2, einen Widerstand 3 und einen Sperrschichtkondensator 7. In Fig. 19 ist das Tief­ paßfilter als eine Reihenschaltung aus dem Widerstand 3 und dem Sperrschichtkondensator 7 realisiert.

Fig. 20 ist eine Schaltungskonfiguration, die zeigt, daß eine herkömmliche Filterschaltung unter Verwendung eines Sperrschichtkondensators unter Anwendung eines Transistors realisiert ist. In Fig. 21 ist der Kollektor eines npn- Transistors 49 mit einer Gleichstromquelle verbunden, die Basis des npn-Transistors 49 liegt an Masse, und der Emitter des npn-Transistors 49 ist mit der Ausgangsklemme 2 ver­ bunden. Da der Transistor 49 so aufgebaut ist, daß das elektrische Potential des Emitters höher als das Basis­ potential ist, hat die Basis eine Sperrvorspannung, und es fließt kein elektrischer Strom in dem Transistor. In diesem Zustand ist zwischen der Basis und dem Emitter ein Sperr­ schichtkondensator C gebildet. In Fig. 20 entfällt eine Erläuterung derjenigen Elemente, die die gleichen Bezugs­ zeichen wie in Fig. 19 haben, da sie identisch sind.

Fig. 21 zeigt eine Halbleiterkonstruktion, wobei auf einem integrierten Schaltkreissubstrat bzw. IS-Substrat ein Tief­ paß realisiert ist. In Fig. 21 sind sowohl ein Widerstand 3 als auch ein Sperrschichtkondensator 7 auf einem p-leit­ fähigen Substrat definiert. Der Sperrschichtkondensator 7 ist zwischen einer p-Schicht, die auf einer n-Schicht auf einem p-leitenden Substrat definiert ist, und einer auf der p-Schicht definierten n-Schicht gebildet. Mit anderen Worten ist der Sperrschichtkondensator 7 in einer Zone definiert, in der ein Diodenschaltzeichen liegt, was durch einen Pfeil C in Fig. 21 gezeigt ist. Andererseits ist, wie ein Pfeil R zeigt, der Widerstand 3 in einer Zone definiert, die von dem Sperrschichtkondensator 7 auf der p-Schicht, die auf der n- Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat definiert ist, isoliert ist.

Die Eingangs/Ausgangsverstärkung G dieses Tiefpasses mit dieser Konfiguration ist durch die Gleichung (2) wiederge­ geben, in der der Wert des Widerstands 3 mit R, der Kapa­ zitätswert des Sperrschichtkondensators 7 mit C und die Frequenz eines Eingangssignals mit f bezeichnet sind:

mit π = das Verhältnis des Umfangs zu seinem Durchmesser. Da es sich hier um einen Sperrschichtkondensator 7 handelt, ist der Wert der Kapazität C in der Gleichung (2) in Abhängig­ keit von der angelegten Spannung veränderlich, und zwar ent­ sprechend der Gleichung (1). Somit ist die Eingangs/Aus­ gangsverstärkung G mit dem Wert der Kapazität C veränder­ lich.

Wenn daher in den Tiefpaß von Fig. 19 ein Wechselstromsignal eingeführt wird, ändert sich die Eingangs/Ausgangsverstär­ kung in Abhängigkeit von dem elektrischen Potential des Si­ gnals. Infolgedessen wird die Wellenform eines Ausgangssi­ gnals verzerrt, wie Fig. 23 zeigt. Die in Fig. 23 als Voll­ linie gezeigte Wellenform stellt ein Signal dar, das an dem Ausgang 2 abgegeben wird, wenn an den Eingang 1 des Tief­ passes von Fig. 19 eine Sinuswelle angelegt wird. Die als Strichlinie gezeigte Wellenform bezeichnet einen idealen Sinuswellenausgang, der an dem Ausgang 2 abgegeben wird, wenn die Sinuswelle dem Eingang 1 des idealen Tiefpasses zugeführt wird. Der Kapazitätswert des Sperrschichtkonden­ sators 7 in dem Tiefpaß von Fig. 19 ist in Abhängigkeit von dem Wert der angelegten Spannung veränderlich, wie oben erwähnt wurde. Beispielsweise steigt der Kapazitätswert in dem Augenblick an, in dem die Spannung des Eingangssignals abnimmt, und nimmt in dem Augenblick ab, in dem die Spannung des Eingangssignals ansteigt.

Aus diesem Grund wird, die aus der Gleichung (2) hervorgeht, die Eingangs/Ausgangsverstärkung geringer, während der Kapa­ zitätswert des Sperrschichtkondensators 7 an dem Punkt zu­ nimmt, an dem die Spannung des Eingangssignals niedrig ist, wohingegen die Eingangs/Ausgangsverstärkung G zunimmt, wäh­ rend der Kapazitätswert des Sperrschichtkondensators 7 an dem Punkt abnimmt, an dem die Spannung des Eingangssignals hoch ist. Wie Fig. 23 zeigt, verbleibt aus diesem Grund ein Zwischenraum zwischen der Sinuswellenform des Ausgangssi­ gnals und derjenigen des idealen Signals im unteren Teil. Diese Erscheinung wird verhindert, indem man entweder die Amplitude des in die Filterschaltung eingegebenen Signals unterdrückt oder den Gleichstrompegel des Eingangssignals anhebt, so daß die an den Sperrschichtkondensator 7 ange­ legte Spannung hoch wird.

Wenn jedoch die Amplitude des Eingangssignals unterdrückt wird, kann dadurch der Rauschabstand verschlechtert werden. Die an den Sperrschichtkondensator 7 angelegte Spannung wird nicht grenzenlos in bezug auf die Speisespannung erhöht, die in der integrierten Schaltung genutzt wird. Ferner steigt der Fehlerstrom bei der Sperrspannung des pn-Übergangs an, wenn die an den Sperrschichtkondensator 7 angelegte Spannung erhöht wird.

Die Verwendung eines Sperrschichtkondensators als Konden­ sator einer Filterschaltung ist daher gegenüber der Ver­ wendung eines Dünnschichtkondensators hinsichtlich der kostengünstigen Herstellung zwar vorzuziehen, hat jedoch den unvermeidlichen Nachteil, daß die Ausgangssignalwellenform verzerrt wird.

Ausführungsform 1

Fig. 1 ist ein Schaltbild eines Tiefpaßfilters gemäß dem Stand der Technik. Diese Konfiguration umfaßt eine Eingangs­ klemme 1, eine Ausgangsklemme 2, einen Widerstand 3, Sperr­ schichtkondensatoren 4, 5 eines Halbleiters und eine Steuerspannungsquelle 6. Bei dieser ersten Ausführungsform sind zwei Kapazitäten, deren jede den halben herkömmlichen Wert der Kapazität C hat, in die Ausgangsseite des Wider­ stands 3 geschaltet. Durch diese Schaltung wird ein Tief­ paßfilter realisiert, das durch die Änderung der Eingangs­ spannung nicht beeinflußt wird. Dabei ist angenommen, daß die Fläche für die jeweiligen Sperrschichtkondensatoren 4, 5 auf dem Halbleitersubstrat die Hälfte derjenigen des Sperr­ schichtkondensators 7 von Fig. 19 ist, um den Vergleich mit dem Stand der Technik zu erleichtern. Wenn also mit anderen Worten die gleiche Spannung jeweils an die Sperrschicht­ kondensatoren 4, 5 in Fig. 1 und an den Sperrschichtkonden­ sator 7 in Fig. 19 angelegt wird, werden die jeweiligen Werte der Sperrschichtkondensatoren 4, 5 halb so groß wie der Wert des Sperrschichtkondensators 7.

Fig. 2 ist ein Schaltbild eines Tiefpaßfilters, das unter Verwendung eines Transistors aufgebaut ist. In Fig. 2 ist der Kollektor eines zweiten npn-Transistors 42 mit einer Gleichstromquelle Vcc verbunden, seine Basis liegt an Masse, und sein Emitter ist mit der Ausgangsklemme 2 verbunden. Der Emitter eines ersten npn-Transistors 41 ist mit der Steuer­ spannungsquelle 6 verbunden, sein Kollektor ist mit der Gleichstromquelle Vcc verbunden, und seine Basis ist mit der Ausgangsklemme 2 verbunden. Da diese Transistoren 41, 42 so aufgebaut sind, daß das elektrische Potential der jeweiligen Emitter höher als das der jeweiligen Basen ist, fließt kein Strom durch die Transistoren, weil an die jeweiligen Basen die Sperrvorspannung angelegt ist. In diesem Zustand sind Sperrschichtkondensatoren C1, C2 zwischen den jeweiligen Basen und den Emittern der Transistoren 41, 42 gebildet. Eine Erläuterung derjenigen Elemente von Fig. 2, die Ele­ menten von Fig. 1 entsprechen, entfällt.

Fig. 3 zeigt eine Halbleiterstruktur, wobei auf einem IS- Substrat ein Tiefpaßfilter realisiert ist. Der Sperrschicht­ kondensator 4 ist zwischen einer p-Schicht, die auf einer n- Schicht direkt über einem p-leitenden Substrat definiert ist, und einer auf der p-Schicht definierten n-Schicht ge­ bildet. Anders ausgedrückt ist der Sperrschichtkondensator 4 an einer Stelle definiert, an der in Fig. 3 ein Dioden­ schaltzeichen C2 zu sehen ist. Der Sperrschichtkondensator 5 ist auf dem anderen Teil zwischen der p-Schicht, die auf der n-Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat definiert ist, und der auf der p-Schicht definierten n-Schicht ge­ bildet. Anders ausgedrückt ist der Sperrschichtkondensator 5 an einer Stelle definiert, an der in Fig. 3 ein Dioden­ schaltzeichen C1 zu sehen ist. Andererseits ist, wie ein Pfeil R zeigt, der Widerstand 3 in einer Zone definiert, die gegenüber den Sperrschichtkondensatoren 4, 5 isoliert ist, und zwar auf der p-Schicht, die auf der n-Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat definiert ist.

Zusätzlich zu dem Vorstehenden ist zwischen der n-Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat und der p-Schicht, die auf der n-Schicht um den Bereich von C2 herum definiert ist, ein parasitärer Kondensator Cs2 gebildet. Ein parasitärer Kondensator Cs1 ist zwischen der n-Schicht direkt über dem p-leitfähigen Substrat und der p-Schicht, die auf der n- Schicht um den Bereich C1 herum definiert ist, gebildet. Eine weitere Erläuterung dieser parasitären Kondensatoren Cs1, Cs2 entfällt bei dieser Ausführungsform, da sie im einzelnen in Verbindung mit der dritten Ausführungsform erläutert werden.

Nachstehend wird der Betrieb eines Tiefpaßfilters gemäß der ersten Ausführungsform erläutert. Die Schaltung von Fig. 1 ist ein Tiefpaßfilter mit der Eingangsklemme 1 und der Ausgangsklemme 2. Der Kondensator als ein Bestandteil des Filters ist ein kombinierter Kondensator, der die Sperr­ schichtkondensatoren 4 und 5 aufweist, die parallelgeschal­ tet sind. Der Wert des kombinierten Kondensators in dieser Schaltung ist die Summe der jeweiligen Werte dieser Sperr­ schichtkondensatoren 4 und 5, der durch die Gleichung (3) gegeben ist, wobei angenommen wird, daß der Spannungswert der Steuerspannungsquelle 6 Va ist und die an den Sperr­ schichtkondensator 4 angelegte Spannung Vc ist:

mit K1 und K2 = jeweils Proportionalitätskonstanten und n = innerhalb des Bereichs von 2 < n < 3 veränderlich.

Fig. 4 ist ein Simulationsdiagramm, das die Gleichung (3) für den Fall von K1, K2 = K verkörpert. In Fig. 4 sind zum Zweck der vereinfachten Erläuterung drei Beispiele für n = 2,1, 2,5 bzw. 2,9 aufgetragen, wenn die angelegte Spannung Va gleich 2 [V] ist und Vc zwischen 0 [V] und 2 [V] ver­ änderlich ist. Fig. 4 zeigt, daß die Änderung der kombinier­ ten Kapazität C besonders klein ist, wenn der Wert der Spannung Vc, die an dem Sperrschichtkondensator 4 anliegt, nahe 1 [V] ist. Der Grund hierfür ist, daß die Summe der Werte des Kondensators 4 und des Kondensators 5 die Änderung der jeweiligen Kapazität gegenseitig aufhebt, da die an den Sperrschichtkondensator 5 angelegte Spannung abnimmt, wenn die an den Sperrschichtkondensator 4 angelegte Spannung zu­ nimmt, und die an den Sperrschichtkondensator 5 angelegte Spannung zunimmt, wenn die an den Sperrschichtkondensator 4 angelegte Spannung abnimmt.

Fig. 5 ist ein Diagramm, in dem die Kurven nur für den Fall von n = 2,5 und K1 = K2 = K in bezug auf die Fig. 4 bzw. 22 ein­ ander überlagert sind, um den Vergleich der vorliegenden Schaltung mit der bekannten Schaltung zu erleichtern. Fig. 5 zeigt, daß die Änderung des Kapazitätswerts C in der vor­ liegenden Filterschaltung niedriger als in der bekannten Filterschaltung ist, und zwar in derjenigen Zone, in der der Wert der Spannung Vc, die an den Sperrschichtkondensator 4 angelegt wird, nahe 1 ist. Da die Eingangs/Ausgangsver­ stärkung G in der Filterschaltung von Fig. 1 durch dieselbe Gleichung (2) wie beim Stand der Technik gegeben ist, wird die Verzerrung der Wellenform durch die Abnahme der Änderung des Kapazitätswerts C in der vorliegenden Filterschaltung vermindert.

Andererseits nimmt im vorliegenden Fall die Änderung des Kapazitätswerts C zu, wenn der Wert von Vc nahe entweder 0 oder 2 liegt. Ein Normalbetrieb der Schaltung kann jedoch nicht erwartet werden, wenn das in die Filterschaltung von Fig. 1 eingeführte Signal den Bereich zwischen dem elektri­ schen Massepotential 0 [V] und der Spannung der Steuerspan­ nungsquelle 6 überschreitet. Der Betriebsspielraum wird normalerweise so vorgesehen, daß das elektrische Potential eines Signals weder zu weit an das elektrische Massepoten­ tial noch zu weit an die Spannung der Steuerspannungsquelle 6 angenähert ist. Daher wird die Filterschaltung tatsächlich innerhalb des Bereichs genutzt, in dem die Änderung der Kapazität klein ist.

Aus der JP 2-272816 A ist eine Tiefpaßschaltung bekannt, die aus einem Widerstand, zwei Kondensatoren und einer Steuerspannungsquelle besteht. Der Widerstand ist zwischen einer Eingangsklemme und einer Ausgangsklemme geschaltet. Bei dem ersten Kondensator wird von einem negativ vorgespannten pn-Übergang Gebrauch gemacht, so daß seine Sperrschichtkapazität wirksam ist. Dieser Sperrschichtkondensator ist zwischen den Anschluß der Steuerspannungsquelle und der Ausgangsklemme geschaltet. Der zweite Kondensator ist ebenfalls ein Sperrschichtkondensator und zwischen Ausgangsklemme und Masse geschaltet.

Da jedoch zwischen der Kapazität eines Sperrschichtkondensators und der Spannung ein nicht­ linearer Zusammenhang besteht und bei Halbleiterschaltungen stets parasitäre Kapazitäten auftreten können, wird die Wellenform des Ausgangssignals verzerrt, und der Frequenzgang der Filterschaltung kann unerwünschterweise verfälscht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filterschaltung bereit zu stellen, bei der eine Verzerrung der Wellenform bei Verwendung eines Sperrschichtkondensators weitgehend verhindert und der Frequenzgang der Filterschaltung nicht von parasitären Kondensatoren beeinflußt wird.

Diese Aufgabe wird für eine Tiefpaßfilterschaltung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Für eine Hochpaßfilterschaltung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 2 gelöst.

Erfindungsgemäß ist sowohl für die Tiefpaßfilterschaltung als auch für die Hochpaßfilterschaltung vorgesehen, daß der erste Sperrschichtkondensator von einem npn-Transistor gebildet ist, dessen Kollektor mit einer Gleichspannungsquelle, dessen Emitter mit einem Anschluß der Steuerspannungsquelle und dessen Basis mit der Ausgangsklemme verbunden ist, daß der zweite Sperrschichtkondensator von einem npn-Transistor gebildet ist, dessen Kollektor mit der Gleichspannungsquelle und dessen Emitter mit der Ausgangsklemme verbunden ist, und daß die Filterschaltung ferner einen pnp-Transistor aufweist, dessen Emitter über einen Widerstand mit der Gleichspannungsquelle verbunden ist, dessen Kollektor an Masse liegt und dessen Basis mit der Ausgangsklemme verbunden ist. Die Basis des npn-Transistors für den zweiten Sperrschichtkondensator liegt bei der Tiefpaßfilterschaltung an Masse und ist bei der Hochpaßfilterschaltung mit einem Pegelverschiebekreis verbunden.

Durch die Verwendung der npn-Transistoren werden zwischen Basis und Emitter die Sperrschichtkondensatoren gebildet, durch die kein Strom fließt, was eine Verzerrung der Signalwellenform verhindert. Durch die Verwendung des pnp- Transistors werden die Einflüsse parasitärer Kondensatoren auf den Frequenzgang kompensiert.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Hochpaßfilterschaltung ist Gegenstand des Patentanspruches 3.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform eines Tiefpaßfilters gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 ein Schaltbild eines Tiefpaßfilters, das unter Verwendung eines Transistors gemäß der ersten Ausführungsform aufgebaut ist;

Fig. 3 eine Halbleiterstruktur, wobei auf einem IS- Substrat ein Tiefpaßfilter gemäß der ersten Ausführungsform realisiert ist;

Fig. 4 eine Änderung eines zusammengesetzten Kapazitäts­ werts gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 5 einen Vergleich zwischen dem zusammengesetzten Kapazitätswert der ersten Ausführungsform und dem Stand der Technik, gemäß Fig. 19;

Fig. 6 ein Schaltbild eines Hochpaßfilters gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 7 ein Schaltbild eines Hochpaßfilters gemäß der zweiten Ausführungsform, das unter Verwendung eines Transistors aufgebaut ist;

Fig. 8 eine Halbleiterstruktur, bei der auf einem IS- Substrat ein Hochpaßfilter gemäß der zweiten Ausführungsform realisiert ist;

Fig. 9 ein Schaltbild der genauen Konfiguration des Pegelverschiebekreises in Fig. 6;

Fig. 10 Spannungen an den Hauptpunkten in der Schaltung von Fig. 6;

Fig. 11 ein Schaltbild, bei dem zusätzlich zu der in Fig. 1 gezeigten Schaltung ein parasitärer Kondensator gezeigt ist, der von einem Sperrschichtkondensator gebildet ist;

Fig. 12 ein Schaltbild eines Tiefpaßfilters gemäß einer dritten Ausführungsform welche gemäß der Erfindung ausgebildet ist;

Fig. 13 ein Schaltbild eines Tiefpaßfilters gemäß der dritten Ausführungsform, das unter Verwendung eines Transistors aufgebaut ist;

Fig. 14 eine Halbleiterstruktur, bei der auf einem IS- Substrat ein Tiefpaßfilter gemäß der dritten Ausführungsform realisiert ist;

Fig. 15 ein Schaltbild, bei dem ein von einem Sperr­ schichtkondensator gebildeter parasitärer Kon­ densator zusätzlich zu der Schaltung von Fig. 6 gezeigt ist;

Fig. 16 ein Schaltbild eines Hochpaßfilters gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 17 ein Schaltbild eines Hochpaßfilters, das unter Verwendung eines Transistors gemäß der vierten Ausführungsform aufgebaut ist;

Fig. 18 eine Halbleiterstruktur, bei der auf einem IS- Substrat ein Hochpaßfilter gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung realisiert ist;

Fig. 19 ein Schaltbild einer herkömmlichen Tiefpaßfil­ terschaltung, wobei ein Sperrschichtkondensator verwendet wird;

Fig. 20 ein Schaltbild einer herkömmlichen Tiefpaßfilter­ schaltung, die unter Verwendung eines Transistors aufgebaut ist;

Fig. 21 eine Halbleiterstruktur, bei der auf einem IS- Substrat ein herkömmliches Tiefpaßfilter reali­ siert ist;

Fig. 22 die Änderung des Werts eines Sperrschichtkon­ densators in Abhängigkeit von der anliegenden Spannung;

Fig. 23 die Verzerrung einer Wellenform in einer her­ kömmlichen Filterschaltung unter Verwendung eines Sperrschichtkondensators; und

Fig. 24 ein Schaltbild einer herkömmlichen Hochpaßfilter­ schaltung unter Verwendung eines Sperrschicht­ kondensators.

Ausführungsform 2

Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer Ausführungsform, die jedoch nicht Gegenstand der Erfindung ist, wobei die Anwendung als Hochpaßfilter erfolgt. Der Schaltungsaufbau von Fig. 6 umfaßt eine Eingangsklemme 1, eine Ausgangsklemme 2, Sperrschichtkondensatoren 8, 9, einen Widerstand 10, eine Konstantspannungsquelle 11 und einen Pegelverschiebekreis 12. Der Pegelverschiebekreis 12 wirkt so, daß der Mitten­ pegel des von der Eingangsklemme 1 empfangenen Signals bis zu einer Konstantspannung nach unten verschoben wird, ohne daß die Amplitude des eingegebenen Signals geändert wird. Der Konstantpegel sollte um mehr als den Pegel der Amplitude des einzugebenden Signals verschoben werden. Der Wert der Konstantspannungsquelle 11 ist auf das elektrische Potential eingestellt, das um den halben Pegelverschiebewert des Pe­ gelverschiebekreises 12 gegenüber dem Pegel des elektrischen Mittenpotentials des an der Eingangsklemme 1 eingegebenen Signals gesenkt ist.

Fig. 7 ist ein Schaltbild eines Hochpaßfilters, das unter Verwendung eines Transistors gemäß der zweiten Ausführungs­ form ausgebildet ist. In Fig. 7 ist der Kollektor eines ersten npn-Transistors 43 mit einer Gleichspannungsquelle Vcc verbunden, sein Emitter ist mit der Eingangsklemme 1 verbunden, und seine Basis ist mit der Ausgangsklemme 2 verbunden. Der Kollektor eines zweiten npn-Transistors 44 ist mit der Gleichspannungsquelle Vcc verbunden, seine Basis ist mit dem Pegelverschiebekreis verbunden, und sein Emitter ist mit der Ausgangsklemme 2 verbunden. Da diese Transisto­ ren 43, 44 so ausgebildet sind, daß das elektrische Poten­ tial der jeweiligen Emitter höher als das der jeweiligen Basen ist, fließt kein Strom durch die Transistoren, weil die Sperrvorspannungen an die jeweiligen Basen angelegt sind. In diesem Zustand sind jeweils zwischen den Basen und den Emittern der Transistoren 43 bzw. 44 Sperrschichtkon­ densatoren C1, C2 gebildet. Eine Erläuterung derjenigen Elemente von Fig. 7, die die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 6 haben, entfällt.

Fig. 8 zeigt eine Halbleiterstruktur, wobei auf einem IS- Substrat ein Hochpaßfilter gemäß der zweiten Ausführungsform realisiert ist. Der Sperrschichtkondensator 8 ist zwischen einer p-Schicht, die auf einer n-Schicht direkt über einem p-leitenden Substrat gebildet ist, und einer auf der p- Schicht definierten n-Schicht ausgebildet. Anders ausge­ drückt ist der Sperrschichtkondensator 8 an einer Stelle definiert, an der ein Diodenschaltzeichen C1 in Fig. 8 liegt. Der Sperrschichtkondensator 9 ist auf dem anderen Teil zwischen der p-Schicht, die auf der n-Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat definiert ist, und der auf der p-Schicht definierten n-Schicht ausgebildet. Mit anderen Worten ist der Sperrschichtkondensator 9 an einer Stelle definiert, an der in Fig. 8 ein Diodenschaltzeichen C2 liegt. Andererseits ist, wie ein Pfeil R zeigt, der Wider­ stand 10 auf einem Bereich, der von den Sperrschichtkon­ densatoren 8, 9 isoliert ist, auf der p-Schicht ausgebildet, die auf der n-Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat definiert ist. Der Pegelverschiebekreis 12 und die Kon­ stantspannungsquelle 11 sind zwar in Fig. 8 so gezeigt, als ob sie in einer äußeren Schaltung vorgesehen wären, sie sind aber nur zur besseren Erläuterung dargestellt. Sie können natürlich auf demselben p-leitenden Substrat wie die übrigen Elemente definiert sein.

Zusätzlich zu dem Vorstehenden ist zwischen der n-Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat und der p-Schicht, die auf der n-Schicht in dem Bereich von C2 definiert ist, ein parasitärer Kondensator Cs2 gebildet. Ein parasitärer Kon­ densator Cs1 ist zwischen der n-Schicht direkt über dem p­ leitenden Substrat und der p-Schicht, die auf der n-Schicht in dem Bereich von C1 definiert ist, gebildet. Eine weitere Erläuterung dieser parasitären Kondensatoren Cs1, Cs2 wird hier nicht gegeben, da sie in Verbindung mit der vierten Ausführungsform genau erläutert werden.

Fig. 9 ist eine herkömmliche Schaltungskonfiguration des Pegelverschiebekreises 12, der in Fig. 6 gezeigt ist. Die in Fig. 9 gezeigte Schaltungskonfiguration ist ein Beispiel des Pegelverschiebekreises 12, es sind aber auch andere Abwand­ lungen der Schaltung möglich. Die Schaltung von Fig. 9 um­ faßt einen npn-Transistor 24, eine Vielzahl von Dioden 25, eine Konstantstromquelle 26, eine Eingangsklemme 21, eine Ausgangsklemme 22 und eine Spannungsquelle 23. Wenn ein Signal in die Eingangsklemme 21 eingeführt wird, wird das elektrische Mittenpotential des Eingangssignals bis zu der Basis-Emitter-Spannung des Transistors 24 plus dem Span­ nungsabfall der Vielzahl von Dioden verschoben, und dann wird das Signal an der Ausgangsklemme 22 abgegeben. Bei diesem Vorgang wird nur das elektrische Mittenpotential des eingegebenen Signals verschoben, und die Signalamplitude wird auf dem gleichen Wert wie vorher gehalten, wenn das Signal zu der Ausgangsklemme 22 abgegeben wird.

Fig. 10 zeigt die Wellenformbeziehung zwischen dem Eingangs­ signal am Punkt X, dem Signal am Punkt Z nach Durchlaufen des Pegelverschiebekreises 12, dem elektrischen Potential am Punkt Y in der Konstantspannungsquelle 11 und dem elektri­ schen Potential am Punkt T (dem Ausgangspunkt), wenn eine Sinuswelle an der Eingangsklemme 1 des Hochpasses eingegeben wird. Der kleinste Pegel am Punkt T entspricht dem Punkt Y. Wenn man beispielsweise annimmt, daß die jeweiligen Pegel der Punkte X, Y und Z so vorgegeben sind, wie in Fig. 10 gezeigt ist, fällt der Pegel des Signals, nachdem das Ein­ gangssignal den Pegelverschiebekreis 12 durchlaufen hat, so daß sich sein Mittenwert von dem Pegel der Spannung am Punkt X zu demjenigen am Punkt Z verschiebt. Dieses elektrische Mittenpotential am Punkt Z ist niedriger als das elektrische Potential am Punkt Y, und das elektrische Potential bei der größten Amplitude des Signals, das an dem Punkt Z fließt, ist niedriger als das elektrische Potential am Punkt Y sowie das am Punkt T vorgegeben. Da die Impedanz des Pegelver­ schiebekreises 12 in bezug auf Gleichstrom hoch ist, wohin­ gegen sie in bezug auf Wechselstrom niedrig ist, befinden sich der Punkt X und der Punkt Z in einem Kurzschlußzustand in bezug auf Wechselstrom, obwohl die jeweiligen elektri­ schen Potentiale am Punkt X und am Punkt Z in bezug auf Gleichstrom verschieden sind.

Somit wird beiden Sperrschichtkondensatoren 8, 9 die Sperr­ vorspannung zugeführt, und die obige Beziehung bleibt erhal­ ten, so daß die an den Kondensator 9 angelegte Spannung abnimmt, wenn die an den Kondensator 8 angelegte Spannung zunimmt, wohingegen die an den Kondensator 9 angelegte Spannung zunimmt, wenn die an den Kondensator 8 angelegte Spannung abnimmt. Somit hebt die Summe der Werte des Kon­ densators 8 und des Kondensators 9 die jeweilige Änderung des Kapazitätswerts auf. Die Kapazität als ein Bestandteil des Filters ist eine Summe der Sperrschichtkondensatoren 8 und 9. Die Eingangs/Ausgangsverstärkung G in dieser Schal­ tung ist durch die Gleichung (4) gegeben, wobei die Summe der jeweiligen Sperrschichtkondensatoren 8, 9 mit C, der Wert des Widerstands 10 mit R und die Frequenz des Ein­ gangssignals mit f angenommen ist:

Im vorliegenden Fall kann die Änderung der Eingangs/Aus­ gangsverstärkung G verhindert werden, da die Änderung des Kapazitätswerts C entsprechend der Gleichung (4) unterdrückt wird. Infolgedessen wird eine Verzerrung der Wellenform des durch die Filterschaltung geschickten Signals unterdrückt.

Ausführungsform 3

Vor der Erläuterung dieser Ausführungsform soll zuerst Fig. 11 erläutert werden. Fig. 11 zeigt parasitäre Kondensatoren, die durch Sperrschichtkondensatoren zwischen einem Kollektor und einer Basis in der IS-Struktur jeweils zusätzlich zu der in Fig. 1 gezeigten Schaltung gebildet sind. Die Konfigura­ tion von Fig. 11 umfaßt zusätzlich zu dem Sperrschichtkon­ densator 4 einen parasitären Kollektor-Basis-Kondensator (Cs2) 13, zusätzlich zu dem Sperrschichtkondensator 5 einen parasitären Kollektor-Basis-Kondensator (Cs1) 14 sowie Span­ nungsquellen Vcc 15, 16 von beispielsweise jeweils 5 [V].

Wie bereits in Verbindung mit der ersten Ausführungsform kurz erwähnt wurde, ist der parasitäre Kondensator Cs2 zwi­ schen der n-Schicht unmittelbar über dem p-leitenden Sub­ strat und der p-Schicht, die auf der n-Schicht in dem Bereich um C2 definiert ist, ausgebildet. Der parasitäre Kondensator Cs1 ist zwischen der n-Schicht unmittelbar über dem p-leitenden Substrat und der p-Schicht ausgebildet, die auf der n-Schicht in dem Bereich um C1 definiert ist. In Fig. 11 ist die Anode des parasitären Kondensators Cs1 mit der Ausgangsklemme 2 verbunden, und seine Kathode ist mit der Spannungsquelle 15 verbunden. Die Anode des parasitären Kondensators Cs2 liegt an Masse, und seine Kathode ist mit der Spannungsquelle 16 verbunden. Daher wird eine gewünschte Charakteristik der Filterschaltung wegen dieses Kondensators Cs1 nicht erhalten, der tatsächlich als ein Kondensator zu­ sätzlich vorgesehen ist, auch wenn der Kapazitätswert C in der Filterschaltung mit der Summe von C1 und C2 vorgegeben ist. Andererseits wirkt sich der parasitäre (Kollektor- Basis-)Kondensator Cs2 auf die Charakteristik der Filter­ schaltung auch dann nicht aus, wenn sich das elektrische Potential am Punkt N ändert, weil die Anode (die p-leitende Diffusionsseite, die den Basisbereich bildet) des parasi­ tären Kondensators Cs2 an Masse liegt.

Fig. 12 ist ein Schaltbild eines Tiefpasses, wobei eine Schaltung zur Beseitigung von parasitären Kondensatoren gemäß der dritten Ausführungsform gezeigt ist. Fig. 13 ist ein Schaltbild eines Tiefpasses, der unter Verwendung eines Transistors gemäß der dritten Ausführungsform aufgebaut ist. Fig. 14 zeigt eine Halbleiterstruktur, wobei auf einem IS- Substrat ein Tiefpaß gemäß der dritten Ausführungsform realisiert ist.

Die Konfiguration von Fig. 12 umfaßt einen pnp-Transistor 17 und einen Widerstand 18. Der Transistor 17 und der Wider­ stand 18 bilden einen Emitterfolger 30. Der Emitter des Transistors 17 in dem Emitterfolger 30 ist mit der Span­ nungsquelle 15 über den Widerstand 18 verbunden, die Basis des Transistors 17, die ein Eingang des Emitterfolgers 30 ist, ist mit der Ausgangsklemme 2 verbunden, und der Kollek­ tor des Emitterfolgers 17 liegt an Masse.

Bei der vorstehenden Konfiguration ist der eine Anschluß des parasitären Kondensators 14 mit dem Eingang des Emitterfol­ gers verbunden, während der andere Anschluß mit dem Ausgang des Emitterfolgers (dem Emitter des Transistors 17) verbun­ den ist. Daher ist die Spannung an den jeweiligen Anschlüs­ sen des parasitären Kondensators (Cs1) 14 gleich der Basis- Emitter-Spannung V_BE, die immer konstantgehalten wird. Somit wird der Frequenzgang der Tiefpaßfilterschaltung nicht be­ einträchtigt, weil in dem parasitären Kondensator 14 weder ein Laden noch ein Entladen stattfindet.

Fig. 13 ist ein Schaltbild eines Tiefpasses, der unter Ver­ wendung eines Transistors gemäß der dritten Ausführungsform aufgebaut ist. In Fig. 13 ist der Emitter eines ersten npn- Transistors 45 mit der Steuerspannungsquelle 6 verbunden, sein Kollektor ist mit dem Emitter des Transistors 17 ver­ bunden, und seine Basis ist mit der Ausgangsklemme 2 ver­ bunden. Andererseits ist der Kollektor eines zweiten npn- Transistors 46 mit der Gleichspannungsquelle Vcc verbunden, seine Basis liegt an Masse, und sein Emitter ist mit der Ausgangsklemme 2 verbunden. Da diese Transistoren 45, 46 so aufgebaut sind, daß das elektrische Potential der jeweiligen Emitter höher als das der jeweiligen Basen ist, fließt kein Strom durch die Transistoren, weil den jeweiligen Basen die Sperrvorspannung zugeführt wird. In diesem Zustand sind Sperrschichtkondensatoren C1, C2 jeweils zwischen den Basen und Emittern der Transistoren 45 bzw. 46 gebildet. Eine Erläuterung derjenigen Elemente in Fig. 13, die die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 12 haben, entfällt, weil es sich um dieselben Elemente handelt.

Fig. 14 zeigt eine Halbleiterstruktur, wobei auf einem IS- Substrat ein Tiefpaß gemäß der dritten Ausführungsform realisiert ist. Der Sperrschichtkondensator (C2) 4 ist zwi­ schen einer p-Schicht, die auf einer n-Schicht unmittelbar über einem p-leitenden Substrat definiert ist, und einer auf der p-Schicht definierten n-Schicht gebildet. Anders aus­ gedrückt ist der Sperrschichtkondensator (C2) 4 an einer Stelle definiert, an der in Fig. 14 ein Diodenschaltzeichen C2 liegt. Der Sperrschichtkondensator (C1) 5 ist auf dem anderen Teil zwischen der p-Schicht, die auf der n-Schicht unmittelbar über dem p-leitenden Substrat definiert ist, und der auf der p-Schicht definierten n-Schicht gebildet. Anders ausgedrückt ist der Sperrschichtkondensator 5 an einer Stel­ le ausgebildet, an der in Fig. 14 ein Diodenschaltzeichen C1 liegt. Andererseits ist, wie ein Pfeil R zeigt, der Wider­ stand 3 in einer Zone, die von den Sperrschichtkondensatoren 4, 5 isoliert ist, auf der p-Schicht, die auf der n-Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat definiert ist, gebil­ det. Ferner ist der pnp-Transistor 17 in einem anderen Be­ reich definiert, der von den Sperrschichtkondensatoren C1 und C2 isoliert ist. Anders ausgedrückt ist der pnp-Tran­ sistor zwischen einem Isolationsbereich, der auf dem p­ leitenden Substrat definiert ist, einer n-leitenden Epi­ taxialschicht und einer p-Schicht, die auf der n-leitenden Epitaxialschicht definiert ist, ausgebildet. Der Kollektor des pnp-Transistors liegt an Masse, sein Emitter ist mit der Spannungsquelle Vcc über einen Widerstand verbunden, der in dem andren Bereich definiert ist, und seine Basis ist mit der Ausgangsklemme 2 verbunden.

Wie oben gesagt wurde, ist der parasitäre Kondensator Cs2 zwischen der n-Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat und der p-Schicht, die auf der n-Schicht in dem Bereich von C2 definiert ist, ausgebildet. Der parasitäre Kondensator Cs1 ist zwischen der n-Schicht unmittelbar über dem p-lei­ tenden Substrat und der auf der n-Schicht definierten p- Schicht in dem Bereich von C1 ausgebildet. Der eine Anschluß des parasitären Kondensators (Cs1) 14 ist mit der Ausgangs­ klemme 2 verbunden, während sein anderer Anschluß mit dem Emitter des Transistors 17 verbunden ist. Andererseits liegt der eine Anschluß des parasitären Kondensators (Cs2) 13 an Masse, und sein anderer Anschluß ist mit der Spannungsquelle 16 verbunden.

Ausführungsform 4

Vor der Beschreibung der vierten Ausführungsform wird zuerst Fig. 15 erläutert. Fig. 15 zeigt parasitäre Kondensatoren, die durch Sperrschichtkondensatoren zwischen einem Kollektor bzw. einer Basis in der IS-Struktur zusätzlich zu der in Fig. 6 gezeigten Schaltung gebildet sind. Die Konfiguration von Fig. 15 umfaßt einen parasitären Kollektor-Basis-Konden­ sator (Cs1) 19 zusätzlich zu einem Sperrschichtkondensator (C1) 8, einen parasitären Kollektor-Basis-Kondensator (Cs2) 20 zusätzlich zu einem Sperrschichtkondensator (C2) 9, und Spannungsquellen Vcc 15, 16 von beispielsweise jeweils 5 [V].

Wie in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform kurz erwähnt wurde, ist der parasitäre Kondensator Cs2 zwischen der n-Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat und der p-Schicht, die auf der n-Schicht definiert ist, in dem Bereich von C2 (zwischen Kollektor und Basis) ausgebildet. Der parasitäre Kondensator Cs1 ist zwischen der n-Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat und der p-Schicht, die auf der n-Schicht definiert ist, in dem Bereich von C1 (zwischen Kollektor und Basis) ausgebildet. In Fig. 15 ist der eine Anschluß des parasitären Kondensators Cs1 mit der Ausgangsklemme 2 (T-Punkt) verbunden, und der andere An­ schluß ist mit der Spannungsquelle 15 verbunden. Der eine Anschluß des parasitären Kondensators Cs2 ist mit einer Ausgangsklemme des Pegelverschiebekreises 12 (Z-Punkt) ver­ bunden, und der andere Anschluß ist mit der Spannungsquelle 16 verbunden. Daher ist in bezug auf Wechselstrom der eine Anschluß dieses parasitären Kondensators Cs1 mit dem T-Punkt verbunden, und sein anderer Anschluß liegt an Masse.

Daher wird eine gewünschte Charakteristik der Filterschal­ tung aufgrund von Cs1 nicht erhalten, der tatsächlich als eine Kapazität hinzugefügt ist, und zwar auch dann, wenn der Kapazitätswert C in der Filterschaltung mit der Summe von C1 und C2 vorgegeben ist. Andererseits wirkt sich der parasi­ täre Kondensator Cs2 weniger auf die Charakteristik der Filterschaltung aus, und zwar auch dann, wenn sich das elektrische Potential ändert, weil die Impedanz am Punkt Z des Ausgangs des Pegelverschiebekreises 12, mit dem die Anode des parasitären Kondensators Cs2 verbunden ist, ge­ wöhnlich signifikant klein ist.

Fig. 16 ist ein Schaltbild eines Hochpaßfilters, das eine Schaltung zur Eliminierung eines parasitären Kondensators gemäß der vierten Ausführungsform aufweist. Fig. 17 ist ein Schaltbild eines Hochpaßfilters, das unter Verwendung eines Transistors gemäß der vierten Ausführungsform aufgebaut ist. Fig. 18 zeigt eine Halbleiterstruktur, wobei auf einem IS- Substrat ein Hochpaßfilter gemäß der vierten Ausführungsform realisiert ist.

Die Schaltung von Fig. 16 umfaßt einen pnp-Transistor 17 und einen Widerstand 18. Der Transistor 17 und der Widerstand 18 bestehen aus einem Emitterfolger 30. Der Emitter des Transi­ stors 17 in dem Emitterfolger 30 ist mit der Spannungsquelle 15 über den Widerstand 18 verbunden, die Basis des Transi­ stors 17, die ein Eingang des Emitterfolgers 30 ist, ist mit dem Anschluß 2 verbunden, und der Kollektor des Emitterfol­ gers 17 liegt an Masse.

Bei der vorstehend beschriebenen Schaltung ist der eine Anschluß des parasitären Kondensators 19 mit dem Ausgang des Emitterfolgers verbunden, während sein anderer Anschluß mit dem Eingang des Emitterfolgers (der Basis des Transistors 17) verbunden ist. Daher ist die Spannung an den jeweiligen Anschlüssen des parasitären Kondensators (Cs1) 19 gleich der Basis-Emitter-Spannung V_BE, die ständig konstantgehalten wird. Daher wird der Frequenzgang der Tiefpaßfilterschaltung von einer Spannungsänderung nicht beeinflußt, weil in dem parasitären Kondensator 19 weder eine Aufladung noch eine Entladung stattfindet.

Fig. 17 ist ein Schaltbild eines Hochpaßfilters, das mit einem Transistor gemäß der vierten Ausführungsform aufgebaut ist. In Fig. 17 ist der Kollektor eines ersten npn-Tran­ sistors 47 mit dem Emitter des npn-Transistors 17 verbunden, sein Emitter ist mit der Eingangsklemme 1 verbunden, und seine Basis ist mit der Ausgangsklemme 2 verbunden. Ande­ rerseits ist der Kollektor eines zweiten npn-Transistors 48 mit der Gleichspannungsquelle Vcc verbunden, seine Basis ist mit dem Ausgang des Pegelverschiebekreises (dem Z-Punkt) verbunden, und sein Emitter ist mit der Ausgangsklemme 2 verbunden. Da diese Transistoren 47, 48 so aufgebaut sind, daß das elektrische Potential der jeweiligen Emitter höher als das der jeweiligen Basen ist, fließt kein Strom durch die Transistoren, weil an die jeweiligen Basen die Sperr­ vorspannung angelegt ist. In diesem Zustand sind zwischen den jeweiligen Basen und Emittern der Transistoren 47 bzw. 48 Sperrschichtkondensatoren C1 bzw. C2 gebildet. Eine Erläuterung derjenigen Elemente in Fig. 17, die Elementen in Fig. 16 entsprechen, entfällt hier.

Fig. 18 zeigt eine Halbleiterstruktur, bei der auf einem IS- Substrat ein Hochpaßfilter gemäß der vierten Ausführungsform realisiert ist. Der Sperrschichtkondensator 8 ist zwischen einer p-Schicht, die auf einer n-Schicht direkt über einem p-leitenden Substrat definiert ist, und einer auf der p- Schicht definierten n-Schicht ausgebildet. Mit anderen Wor­ ten ist der Sperrschichtkondensator 8 an einer Stelle defi­ niert, an der in Fig. 18 ein Diodenschaltzeichen C1 vor­ gesehen ist. Der Sperrschichtkondensator 9 ist auf dem anderen Teil zwischen der p-Schicht, die auf der n-Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat definiert ist, und der auf der p-Schicht definierten n-Schicht ausgebildet. Mit anderen Worten ist der Sperrschichtkondensator 9 an einer Stelle definiert, an der in Fig. 18 ein Diodenschaltzeichen C2 liegt. Andererseits ist, wie ein Pfeil R zeigt, der Wi­ derstand 10 in einem Bereich, der von den Sperrschichtkon­ densatoren 8, 9 isoliert ist, auf der p-Schicht ausgebildet, die auf der n-Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat definiert ist. Der Pegelverschiebekreis 12 und die Konstant­ spannungsquelle 11 sind in Fig. 18 gezeigt, als ob sie in einer äußeren Schaltung positioniert wären, sie sind aber nur zum Zweck der leichteren Erläuterung dargestellt. Selbstverständlich können der Pegelverschiebekreis 12 und die Konstantspannungsquelle 1 auf demselben p-leitenden Substrat wie die übrigen Elemente definiert sein.

Der pnp-Transistor 17 ist in einem anderen Bereich defi­ niert, der von den Sperrschichtkondensatoren C1 und C2 isoliert ist. Anders ausgedrückt ist der pnp-Transistor zwischen einem auf dem p-leitenden Substrat definierten Isolationsbereich, einer n-leitenden Epitaxialschicht und einer auf der n-leitenden Epitaxialschicht definierten p- Schicht ausgebildet. Der Kollektor des pnp-Transistors liegt an Masse, sein Emitter ist mit der Spannungsquelle Vcc über einen in dem anderen Bereich definierten Widerstand gekop­ pelt, und seine Basis ist mit der Ausgangsklemme 2 verbun­ den.

Zusätzlich zu den obigen Elementen ist zwischen der n- Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat und der p- Schicht, die auf der n-Schicht in dem Bereich um C2 herum definiert ist, der parasitäre Kondensator Cs2 ausgebildet. Der parasitäre Kondensator Cs1 ist zwischen der n-Schicht direkt über dem p-leitenden Substrat und der p-Schicht, die auf der n-Schicht in dem Bereich um C1 herum definiert ist, ausgebildet. Der eine Anschluß des parasitären Kondensators (Cs1) 19 ist mit der Ausgangsklemme 2 verbunden, während sein anderer Anschluß mit dem Emitter des Transistors 17 verbunden ist. Ferner ist der eine Anschluß des parasitären Kondensators (Cs2) 20 mit dem Ausgang des Pegelverschiebe­ kreises und sein anderer Anschluß mit der Spannungsquelle 16 verbunden.

Claims (3)

1. Tiefpaßfilterschaltung mit

• - einem Widerstand (3), von dem der eine Anschluß mit einer Eingangsklemme (1) und der andere Anschluß mit einer Ausgangsklemme (2) verbunden ist;
• - einem ersten Sperrschichtkondensator (5), der zwi­ schen den Anschluß einer Steuerspannungsquelle (6) und die Ausgangsklemme (2) geschaltet ist; und
• - einem zweiten Sperrschichtkondensator (4), der zwi­ schen die Ausgangsklemme (2) und Masse geschaltet ist;

dadurch gekennzeichnet, daß

• - der erste Sperrschichtkondensator (5) von einem npn- Transistor gebildet ist, wobei der Kollektor des npn- Transistors mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist, der Emitter des npn-Transistors mit einem An­ schluß der Steuerspannungsquelle (6) verbunden ist und die Basis des npn-Transistors mit der Ausgangs­ klemme (2) verbunden ist;
• - der zweite Sperrschichtkondensator (4) von einem npn- Transistor gebildet ist, wobei der Kollektor des npn- Transistors mit der Gleichspannungsquelle verbunden ist, die Basis des npn-Transistors an Masse liegt und der Emitter des npn-Transistors mit der Ausgangs­ klemme (2) verbunden ist; und
• - die Tiefpaßfilterschaltung ferner einen pnp-Tran­ sistor (17) aufweist, wobei der Emitter des pnp-Tran­ sistors über einen Widerstand mit der Gleichspan­ nungsquelle verbunden ist, der Kollektor des pnp- Transistors an Masse liegt und die Basis des pnp- Transistors mit der Ausgangsklemme (2) verbunden ist.

2. Hochpaßfilterschaltung mit

• - einem ersten Sperrschichtkondensator (8), von dem der eine Anschluß mit einer Eingangsklemme (1) und der andere Anschluß mit einer Ausgangsklemme (2) verbun­ den ist;
• - einen Pegelverschiebekreis (12), dessen Eingang mit der Eingangsklemme (1) verbunden ist;
• - einem zweiten Sperrschichtkondensator (9), von dem der eine Anschluß mit einem Ausgang des Pegelver­ schiebekreises (12) und der andere Anschluß mit der Ausgangsklemme (2) verbunden ist; und
• - eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (10) und einer Konstantspannungsquelle (11), wobei diese Rei­ henschaltung zwischen die Ausgangsklemme (2) und Masse geschaltet ist; wobei
• - der erste Sperrschichtkondensator (8) aus einem npn- Transistor gebildet ist, wobei der Kollektor des npn- Transistors mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist, der Emitter des npn-Transistors mit der Ein­ gangsklemme (1) verbunden ist und die Basis des npn- Transistors mit der Ausgangsklemme (2) verbunden ist;
• - der zweite Sperrschichtkondensator (9) aus einem npn- Transistor gebildet ist, wobei der Kollektor des npn- Transistors mit der Gleichspannungsquelle verbunden ist, die Basis des npn-Transistors mit dem Pegelver­ schiebekreis (12) verbunden ist und der Emitter des npn-Transistors mit der Ausgangsklemme (2) verbunden ist; und
• - die Hochpaßfilterschaltung ferner einen pnp-Tran­ sistor (17) aufweist, wobei der Emitter des pnp-Tran­ sistors über einen Widerstand mit der Gleichspan­ nungsquelle verbunden ist, der Kollektor des pnp- Transistors an Masse liegt und die Basis des pnp- Transistors mit der Ausgangsklemme (2) verbunden ist.

3. Hochpaßfilterschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein Eingang (21) des Pegelverschiebekreises (12) mit der Basis eines npn-Transistors (24) verbunden ist;
• - der Kollektor des Transistors mit der Gleichspan­ nungsquelle (23) verbunden ist;
• - der Emitter des Transistors mit einem Anodeneingang einer Reihenschaltung, die eine oder mehrere Dioden (25) aufweist, verbunden ist; und
• - ein Kathodenausgang der reihengeschalteten Diode über eine Konstantstromquelle (26) an Masse liegt und außerdem mit einem Eingang (22) des Pegelverschiebe­ kreises (12) verbunden ist.